浅析水电站电气一次设备智能化技术

甘东林

摘 要： 随着计算机技术的飞速发展，促进了智能化技术越来越多地广泛应用到各行各业中，智能化技术在水电站中的运用主要是针对于电气设备的检测，最终达到对水电站设备设施的测量、监控、采集、调节、监控以及保护的目的。随着网络信息技术的发展，我国对水电站智能化技术的研究也取得了一定成果，其不仅推动了相关技术领域的发展、提高了居民的生活质量，同时推动了电力网络智能化的建设进程。

关键词： 水电站;电气一次设备;智能化技术

【中图分类号】TV736     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0154-01

引言：随着经济的快速发展，水电站在发电行业应用得越来越多。水电站能够生成可再生能源，并具有较低的运营成本，能够结合具体不同地方的需要进行有效的分配，同时也能够对水利环境进行有效的改善。作为水电站不可忽视的一个环節，电气设计的好坏与水电站的发电性能之间有很大的关系。

1 水电站智能化技术特点

一次设备的智能化。电气一次设备在水电站系统中具有重要的地位，是系统关键组成部分。一次设备智能化能够有效提高工作人员监控水电站关键设备的效率及准确度，在实际工作中，水电站智能系统在对一次设备的检测时往往通过控制和检测一次设备的驱动回路和信号回路来实现与二测设备的兼容。电气一次设备的智能化过程，有利于变压器、互感器以及断路器的一体化、系统化，可极大提升电气一次设备的工作效率和工作质量，并在一定程度上满足了二次设备的工作需求，提高了水电站整体的电力生产产量。二次设备的信息化。水电站一次设备可直接用于输送、变换和生产，而二次设备则主要表现为对关键设备的控制，有控制及管理高负荷电压的作用。在水电站二次设备中，较为常见的电气二次设备有远动装置、防误闭锁装置、测量控制装置、故障录波装置以及电压控制装置等。在水电站智能化过程中，电气二次设备需要在模块化与标准化的前提下与水电站系统建立网络链接，从而实现数字信息贡献目的。与传统设备相比，电气二次设备能极大限度地缩减I/O接口数量，从而简化工作流程，使工作人员更为便捷地实现对相关电气设备的管理与控制。管理系统的自动化。水电站智能化管理系统在水电站运行过程中可保障水电站设施设备的正常运行，缩减工作人员的维修及检测成本，从而提升水电站总体的工作效率及质量。在实际工作中，智能管理系统主要是通过对水电站各项设施设备实时运行数据的检测达到电气设备监测目的。如当电气设备出现故障后，管理系统能及时检测故障成因、具体位置，并通过相关计算及时采取应对措施，最终达到对电气设备维修的目的。

2 智能系统在水电站中的结构分析

以物理结构为分类依据，水电站能够分为二次设备网络化以及一次设备智能化。在现阶段技术快速发展的基础上，对水电站一次设备的设计已经能够实现一体化的操作控制，促进多功能电气一次设备的发展，使得电气一次设备的功能更加全面，并且更加迷你，促进更加便利的设备安装以及更加便利的设备维护工作。智能系统一般可以分为流程层、站控层以及中间层。对于流程层，能够很好对网络二次设备以及电气一次设备结合，有效实现对不同设备的控制。流程层能够对来自站控层的数据指令进行接收，从而控制电气设备，实现对出现故障的位置进行维修，或是对设备进行有效的维护。流程层需要同时配置交流电电源和直流电电源，从而能够有效应对中间层和站控层之间出现的故障，如果中间层和站控层出现故障，流程层能够通过相应的操作，促进设备的自主运行，对水电站不同系统正常运行提供有效的保证。流程层的终端是站控层，站控层主要是对流程层进行协调管理，最终实现管理电气设备。一般情况下，站控层会对流程层的信息进行有效的收纳后，再对数据库进行有效的建立，对相关的信息数据进行有效的维护和监控。如果电气设备运行的过程中，站控层收到异常的信息，会直接对水电站的调控中心进行及时的反馈，从而使得相关的工作人员能够结合具体异常的数据内容，对相应数据指数进行调改，对设备出现的故障或者问题进行及时的维修。同时，站控层为避免中断监控设备风险，也会有自身独特的方式，一般会区别于其他的信号，从而促进流程层的正常运行。中间层主要的作用是将流程层和站控层进行连接，保证两层之间的通讯，即通过中间层，流程层能够对接收的设备信息数据，对站控层输出，从而保证在相关电气设备出现问题时，能够进行及时的维修以及调节。在水电站不同设备运行的过程中，中间层需要对流程层的数据进行有效的运算，并进行相应的统计，从而做出相应的判断，对设备维护效率以及设备的监控效率进行有效的提升。

3 一次设备智能化方案

3.1 智能终端

智能终端分别采用电缆或光缆与一次设备或二次设备相连，其主要作用是接收来自于隔离开关、断路器等一次设备发出的相应位置和状态信号，同时向这些一次设备发出跳闸指令，并且支持指令联锁，支持保护的分相跳闸、三相跳闸、重合闸等GOOSE命令;支持遥控分、合等GOOSE命令。

3.2 状态监测IED

状态监测IED是一种由处理器芯片以及多片传感器组成的集成电路监测装置，它具有采集或处理数据、接收或发送数据和控制指令以及执行相应的控制指令等功能。状态监测IED的监测对象主要有机构状态监测、局部放电监测、SF6气体状态监测以及避雷器状态监测等方式。其中，机构状态监测主要针对断路器的分合闸时间、分合闸电流波形、分合闸速度等参数进行监测;SF6气体状态监测主要针对SF6气体的密度和水分进行监测。状态监测IED中的各种传感器可内置或外置安装于一次设备上，但需要注意的是，这些传感器的设计寿命应高于被检测设备本身的使用寿命，同时，为了尽量减少体积，在保证传感器检测灵敏度与覆盖面的基础之上，应尽可能地减少传感器的配置数量。

结语：水电站等发电设施保障了居民的生活水平，是网络信息设备的应用基础。水电站电气一次设备的智能化，可有效提高对一次设备的监控与检测，从而在发生故障时能及时进行维护与维修，保障水电站电气一次设备的使用，进而提高了水电站的生产效率，降低了不必要的人力成本支出，为水电站提供了较高的可靠性与安全性，进而促进了水电站的发展。

参考文献

[1] 蔡丽珍.水电站电气自动化应用问题的探讨[J].科技风，2015（22）：19.

[2] 刘宇，余昊哲.电气自动化在水利水电工程中的应用[J].南方农机，2018，49（24）：114.

[3] 王承尧，贾文超.丰满水电站智能开关设备配置方案[J].长春工业大学学报，2017，38（01）：89-92.